مقایسه برج خنک کننده مکعبی و مدور

5
(256)

در مبحث مقایسه کولینگ تاور مکعبی و مدور، مطابق مطالب قبلی منتشر شده در مورد برج خنک کننده دارای انواع مختلفی است. از جمله برج خنک کن مکعبی که شکل هندسی چهار گوش دارد که می‌تواند به صورت جریان متقاطع (Cross Flow) و یا جریان مخالف (Counter Flow) باشد.

همچنین برج خنک کننده گرد یا مدور که شکلی مانند بطری دارد و عملکرد آن نیز به صورت جریان مخالف است. کولینگ تاور یا همان برج خنک کن، وظیفه خنک کردن آب گرم یا داغ را دارد که آب گرم ابتدا وارد برج خنک کننده می‌شود و سپس با عبور از لایه‌های پکنیگ در برج خنک کننده و عبور هوای اجباری توسط فن از بین پکینگ‌ها باعث تبخیر مقداری آب گرم و خنک شدن آن می‌شود و سپس آب خنک شده در تشتک برج جمع آوری شده تا برای مصرف دوباره به سیستم انتقال داده شود.

در مطلب پیش رو از کارا فناور اطلس پارسی، ضمن بررسی هر کدام از این مدل‌ها، به نقاط قوت و ضعف آنها می‌پردازیم و اینکه هر کدام در کجا و چه شرایطی به کار می‌رود. انواع برج خنک کننده از مکانیزم‌های عملکرد متفاوت برخوردار هستند که درک آن بسیار حائز اهمیت است.

موضوعات مهم در مقایسه برج خنک کننده مکعبی و مدور

  • فوندانسیون کولینگ تاورهای مدور و مکعبی

در مقام مقایسه برج خنک کننده مدور دارای فوندانسیون پیچیده‌تری است. زیرا پایه ها به صورت گرد به روی فوندانسیون قرار می‌گیرند. ولی برج خنک کننده مکعبی چه در مدل جریان مخالف و چه جریان متقاطع دارای فوندانسیون ساده‌تری هستند. بنابراین ساخت فوندانسیون برج خنک کننده گرد سخت‌تر از ساخت فوندانسیون برج خنک کننده مکعبی است. فوندانسیون‌ها بهتر است از نوع فلزی باشد و با توجه به اینکه پایه‌های برج‌های مکعبی از جنس فایبرگلاس هستند، با توجه اینکه ضریب انبساط و انقباض فایبرگلاس و آهن (فولاد) متفاوت می‌باشد، بهتر است فوندانسیون و پایه‌های برج خنک کننده بر روی تیرآهن فلزی توسط نبشی مهار گردد و نبشی به فوندانسیون جوش شود.

  • سیستم توزیع آب در کولینگ تاور مدور و مکعبی

سیستم توزیع آب در کولینگ تاور مدور به صورت دورانی به وسیله کلگی توزیع آب کولینگ تاور (آب پخش کن) است که معمولاً آب پخش کن از جنس آلومینیوم یا برنجی می‌باشد. نوع آب پخش کن آلومینیومی، ارزان‌تر از آب پخش کن برنجی است که به جهت حرکت دورانی با فشار پمپ این قطعه به چرخش در می‌آید و توسط لوله‌های بازویی که براساس ظرفیت دستگاه و ابعاد آب پخش کن تعداد و طول این لوله‌های بازویی آب پخش کن متفاوت بوده و یکی از معایب آب پخش کن این است که به سرعت دچار فرسایش شده و زودتر نیاز به تعویض دارد.

سیستم توزیع آب در برج‌های خنک کننده مکعبی نسبت به توزیع آب برج‌های خنک کننده مدور، بهتر است. در برج‌های خنک کننده مکعبی جریان مخالف، آب توسط لوله‌های انتقال آب درون برج که به آنها نازل متصل می‌باشد، به سمت نازل انتقال داده و آب توسط نازل بر روی پکینگ‌ها ریخته می‌شود. اما آب در برج‌های خنک کننده مدور توسط آب پخش کن و بازویی‌هایی که به آن متصل است، بر روی پکینگ‌ها ریخته می‌شود. اما با توجه به اینکه ممکن است در عمل سیستم توزیع آب در کولینگ تاورهای مدور، ناحیه هایی از پکینگ‌ها همیشه‌تر نباشد، بازده برج‌های خنک کننده مدور در مقایسه با برج‌های خنک کننده مکعبی کمتر باشد.

ابعاد آب پخش کنتعداد بازویی خروجی یا لوله های اتصال به آب پخش کن
3 اینچ6 بازویی
4 اینچ6 بازویی
5 اینچ4 بازویی
6 اینچ4 بازویی
8 اینچ6 بازویی
10 اینچ8 بازویی
12 اینچ8 بازویی

ابعاد آب پخش کن به همراه تعداد بازویی های آن

جهت مقایسه برج خنک کن مکعب جریان مخالف، باید گفت که توزیع آب به وسیله نازل‌ها و لوله‌های پخش آب صورت می‌گیرد که ثابت هستند و در صورت گرفتگی تعویض آنها راحت و کم هزینه است.

برج خنک کننده جریان متقاطع
برج خنک کننده جریان متقاطع

اما بهترین نوع سیستم توزیع آب در برج‌های خنک کننده، متعلق به برج خنک کن مکعب جریان متقاطع است که به صورت ثقلی و از طریق سینی که دارای سوراخ است آب بر روی پکینگ‌ها ریزش (به صورت ثقلی) می‌شود و مشکل گرفتگی نازل‌ها دیگر وجود ندارد و نیاز به کمترین نظارت و نگهداری دارد.

  • رسوب پذیری برج‌های خنک کن مدور و مکعبی

درخصوص رسوب در کولینگ تاور و سیستم انتقال آب در برج‌های مدور امکان اینکه آب در آب پخش کن و بازویی‌ها رسوب کند، بیشتر از برج‌های مکعبی است و برج‌های خنک کننده مدور نیاز به رسیدگی بیشتر از برج‌های مکعبی دارند.

  • پرتاب آب در کولینگ تاور مکعبی و مدور

انواع برج خنک کننده دارای ویژگی‌های متفاوت هستند و از نقاط ضعف و قوت برخوردارند که در خصوص پرتاب آب از برج خنک کننده به بیرون که توسط فن این عمل انجام می‌گیرد و باعث هدر رفتن آب می‌شود. در برج های خنک کننده مدور که توسط دیگر شرکت‌ها تولید می شود، از قطره‌گیر استفاده نمی‌کنند که این باعث مصرف بیش از حد آب در برج‌های خنک کننده مدور می‌شود. اما برج‌های خنک کننده مدور شرکت بادران تهویه دارای قطره‌گیر نیز می‌باشد که باعث کاهش مصرف آب در برج‌های مدور شده است. در خصوص برج‌های مکعب جریان مخالف نیز باید گفت که از قطره‌گیرهای لانه زنبوری استفاده می‌کنند که به صورت حالت Z بوده و قطرات آب باید یک مسیر غیر مستقیم را طی کنند که همین عامل باعث جلوگیری خروج آب با درصد بالا از برج خنک کننده می‌شود.

برج خنک کننده مکعبی جریان مخالف
برج خنک کننده مکعبی جریان مخالف

جهت مقایسه برج خنک کننده مکعبی جریان متقاطع به دلیل مسیر متقاطع آب و هوا کمترین میزان دریفت یا پرتاب آب را دارد و نسبت به دو برج خنک کننده گرد و مکعب جریان مخالف مقدار پرتاب آب کمتری دارد.

“برای مقایسه بهتر دو نوع برج خنک کننده مدور و مکعبی و کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه می‌توانید باکارشناسان شرکت بادران تهویه صنعت تماس حاصل فرمایید.”

برج خنک کننده مکعبی
برج خنک کننده مکعبی

به طور کلی هر برج خنک کننده مدور و مکعبی دارای نکات مثبت یا منفی هستند. به عنوان مثال اولین بار برج‌های مدور در کشور ایالات متحده آمریکا اجرا شد؛ در منطقه‌ایی که بادخیز است تا حالت آیرودینامیکی برج‌های مدور در مقابل باد و طوفان‌های بادی تحمل و مقاومت بالایی داشته باشد. به همین دلیل برج‌های مدور و گرد بهتر است در محیط های باد خیز نصب گردد که حالت آیرودینامیکی این برج‌ها در محیط های باد خیز هوا را راحت تر از خود عبور دهند و برج بهتر عمل کند.

  • فضای اشغال شده برج‌های خنک کننده گرد و مکعبی

در مقام مقایسه برج خنک کننده مدور و مکعبی جریان مخالف به دلیل نیاز به مکش هوا، از هر چهار جهت نیاز به فضای بیشتری نسبت به برج خنک کن مکعبی جریان متقاطع دارند که تنها از دو وجه هوا را مکش می‌کند و می‌توانند به صورت مدولار در کنار هم در تناژهای بالا قرار بگیرند.

  • طرز کار برج خنک کننده مکعبی و گرد
برج خنک کننده مدور
برج خنک کننده مدور

در برج خنک کننده گرد یا مدور، آب گرم ابتدا توسط لوله ی آب وارد آب پخش کن شده و در اثر چرخش آب پخش کن به دلیل فشار پمپ، آب توسط بازوهایی که به فاصله‌های معین سوراخ هستند، بر روی پکینگ‌ها ریزش می‌کند، اما با توجه به اینکه در اثر چرخش بازویی و ریزش آب بر روی پکینگ‌ها، امکان دارد مقداری از پکینگ‌ها توسط آب به طور دائم تر نشود، به همین دلیل، بازده برج‌های مکعبی بیشتر از برج‌های گرد یا مدور است. آبی که بر روی پکینگ‌ها ریزش می‌کند، خنک شده و سپس آب خنک شده وارد تشتک برج خنک کننده می‌شود و از آنجا برای مصرف به دستگاه‌ها یا کندانسور چیلر منتقل می‌شود.

برج‌های مکعبی جریان مخالف که آب توسط لوله‌های پخش آب به نازل‌ها رسیده و توسط نازل‌ها بر روی پکینگ‌ها می‌ریزند و آب گرم عبوری از پکینگ‌ها خنک می‌شود و در تشتک برج جمع آوری شده و برای مصرف انتقال داده می‌شود.

برج‌های مکعبی جریان متقاطع که آب بر روی سینی پخش کن آب که دارای سوراخ‌های متعددی است، جمع شده و توسط سوراخ‌ها آب بر روی پکینگ‌ها به صورت ثقلی ریزش می‌شود و آب گرم ورودی بر روی پکینگ‌ها با عبور از آن سرد می‌شود و در تشتک برج جمع آوری شده و سپس توسط لوله متصل به فلنج خروجی آب خنک شده، جهت مصرف منتقل می‌شود.

  • سیستم انتقال نیرو از الکتروموتور به فن (سیستم کاهش دور در برج خنک کننده)

سیستم کاهش دور در برج های مدور به اینگونه می باشد که از ظرفیت 10 تن تا 50 تن تبرید به صورت (Direct Drive) استفاده می شود و از ظرفیت 60 تن تا ظرفیت های بالا به صورت پولی و تسمه (Belt Drive) می باشد. البته می توان به جای پولی و تسمه از گیربکس (Gearbox) نیز استفاده کرد.

در خصوص برج های مکعبی نیز سیستم کاهش دور کولینگ تاور یا انتقال نیرو نیز به همین صورت است. در سیستم برج خنک کننده مکعبی جریان مخالف از ظرفیت 10 الی 20 تن تبرید تا 60 تن تبرید به صورت انتقال مستقیم و پروانه پلی آمید می‌باشد و از 80 تن تا ظرفیت های بالا از پولی و تسمه یا گیربکس استفاده می‌شود. در برج‌های خنک کننده مکعبی جریان متقاطع نیز سیستم کاهش دور نیز همانند برج‌های مکعبی جریان مخالف است.

  • قیمت برج‌های خنک کننده مدور و مکعبی

برج‌های خنک کننده مدور در مقایسه با برج‌های مکعبی که دارای تناژ یا ظرفیت یکسان است، دارای قیمت بالاتر و در نتیجه گرانتر بوده و مقدار رزینی که برای ساخت برج‌های خنک کننده مدور در نظر گرفته می‌شود، بیشتر است. این درحالی خواهد بود که راندمان برج‌های مدور از راندمان برج های مکعبی کمتر است.

  • مصرف آب برج‌های خنک کننده گرد و مکعبی

در خصوص مصرف آب برج های مدور با برج‌های مکعبی باید خاطر نشان کرد که مصرف آب برج‌های خنک کننده مدور و مکعبی از لحاظ تبخیر آب در اوج گرما یکسان است و با هم هیچ تفاوتی ندارند. اما با توجه به اینکه در برج‌های مکعبی جریان مخالف قطره‌گیر به خوبی عمل می‌کند، مقدار پرتاب آب در برج‌های خنک کننده مکعبی جریان متقاطع از جریان مخالف کمتر است و هر دو برج خنک کن مکعبی نسبت به برج‌های مدور پرتاب آب کمتری دارند.

تفاوت کاربرد برج‌های مکعبی و مدور در برج‌های خنک کننده مدار بسته و هیبریدی

ساختار برج خنک کننده مدور
ساختار برج خنک کننده مدور

از بین کولینگ تاورهای مدور و مکعبی جریان مخالف و جریان متقاطع، کولینگ تاورهای مکعبی جریان مخالف را می‌توان به صورت برج‌های خنک کننده مدار بسته که درون آن کویل مسی بدون فین و برج‌های خنک کننده هیبریدی به همراه کویل مسی با فین آلومینیومی که تشکیل دهنده کویل خشک برج خنک کننده یا کولینگ تاور هیبریدی هستند و کویل مسی بدون فین آلومینیومی که تشکیل دهنده کویلِ تَر کولینگ تاور هیبریدی است، استفاده کرد، اما در برج‌های مکعبی جریان متقاطع نیز می‌توان از دو برج خنک کن مداربسته و هیبریدی استفاده کرد. ولی در برج‌های خنک کن مدور با توجه به گرد بودن برج خنک کننده به راحتی نمی‌توان از کویل در برج خنک کننده استفاده کرد به همین دلیل کولینگ تاورهای مدور نمی‌توانند مدار بسته و هیبریدی گردند.

نتیجه گیری

در هر دو حالت برج‌های خنک کننده گرد و مکعبی آب گرم وارد برج خنک کن شده و پس از عبور از پکینگ‌ها آب سرد و خنک در تشتک برج خنک کننده جمع می‌شود و برای مصرف به دستگاه‌های کندانسور چیلر و تجهیزات دیگر انتقال داده می‌شود. در این میان هر دو نوع برج خنک کن مدور و مکعبی دارای مزایا و معایب متفاوتی هستند. به عنوان مثال نصب برج‌های خنک کننده مکعبی راحت تر از نصب برج‌های خنک کن مدور بر روی فوندانسیون است. مصرف آب برج‌های خنک کننده مکعبی جریان متقاطع از دو نوع دیگر برج خنک کننده مکعبی جریان مخالف و مدور، کمتر است که این موضوع به خاطر پرتاب آب به محیط بیرون برج خنک کن می‌باشد.

سوالات تکمیلی

1. اجرا فوندانسیون در کدام نوع برج خنک کننده مدور و مکعبی راحت‌تر است؟

در مقایسه برج خنک کننده مکعبی و مدور، برج خنک کننده برج خنک کننده مدور دارای فوندانسیون پیچیده‌تری است. زیرا پایه‌ها به صورت گرد به روی فوندانسیون قرار می‌گیرند. ولی برج خنک کننده مکعبی چه در مدل جریان مخالف و چه جریان متقاطع دارای فوندانسیون ساده‌تری هستند. بنابراین ساخت فوندانسیون برج خنک کننده گرد سخت‌تر از ساخت فوندانسیون برج خنک کننده مکعبی است.

2. مصرف آب در کدام برج خنک کننده مدور و مکعبی کمتر است؟

در خصوص مصرف آب برج‌های مدور با برج‌های مکعبی باید خاطر نشان کرد که مصرف آب برج‌های خنک کننده مدور و مکعبی از لحاظ تبخیر آب در اوج گرما یکسان است و با هم هیچ تفاوتی ندارند. اما با توجه به اینکه در برج‌های مکعبی جریان مخالف قطره‌گیر به خوبی عمل می‌کند، مقدار پرتاب آب در برج‌های خنک کننده مکعبی جریان متقاطع از جریان مخالف کمتر بوده و هر دو برج خنک کن مکعبی نسبت به برج‌های مدور پرتاب آب کمتری دارند.

برج‌های خنک کننده مدور در مقایسه با برج‌های مکعبی که دارای تناژ یا ظرفیت یکسان است، گرانتر بوده و مقدار رزینی که برای ساخت برج‌های خنک کننده مدور در نظر گرفته می‌شود، بیشتر است. این درحالی می‌باشد که راندمان برج‌های مدور از راندمان برج‌های مکعبی کمتر است.

4. فضای مورد نیاز برای انواع برج‌های مدور و مکعبی چقدر است؟

در مقایسه برج خنک کننده مکعبی و مدور از نظر فضای مورد نیاز، برج خنک کننده مدور و مکعبی جریان مخالف به دلیل نیاز به مکش هوا، از هر چهار جهت نیاز به فضای بیشتری نسبت به برج خنک کن مکعبی جریان متقاطع دارند که تنها از دو وجه هوا را مکش می‌کند و می‌توانند به صورت مدولار در کنار هم در تناژهای بالا قرار بگیرند.

چقدر این مطلب برای شما مفید بوده است؟